DE2753635A1

DE2753635A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen ermittlung von rissen in schweisszonen, die in umfangsrichtung um ein rohr verlaufen

Info

Publication number: DE2753635A1
Application number: DE19772753635
Authority: DE
Inventors: Shigeaki Matsumoto; Kimio Nakajima; Toshio Shiraiwa; Masatoshi Tomabechi; Hisao Yamaguchi
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1976-12-02
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1978-06-08
Also published as: FR2373058B1; NO148972C; GB1559469A; DE2753635C2; FR2373058A1; JPS5369691A; NO148972B; CA1108743A; NO772496L

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.WiiCKmanw, Cipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing.H.Liska

t MÖNCHEN 16, DEN- 1· DdL 1977

POSTFACH 160120

MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 913921/22

SUMITOMO METAL INDUSTRIES LIMITED 15» 5-chome, Kitahama, Higashi-ku, Osaka City, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Ermittelung von Rissen in Schweißzonen, die in Umfaiursrichtunff um ein Rohr verlaufen

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Be Schreibung 2753635

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches und genaues Verfahren sowie auf eine automatische und genaue Vorrichtung, mit deren Hilfe Risse bzw. Blasen hauptsächlich in Umfangsschweißzonen von Rohrleitungen ermittelt werden können.

Die Röntgenstrahlen-Durchdringungsprüfung ist üblicherweise für eine zerstörungsfreie Inspektion von Schweißzonen angewandt worden. In Verbindung mit der verbesserten Leistung von Ultraschall-Rißermittelungsvorrichtungen ist seit kurzem die Anwendung von Ultralschall-Rißermittelungsverfahren und -techniken erforderlich geworden für eine verbesserte Ermittelungsgenauigkeit, für eine verkürzte Ermittelungszeit, für einen sicheren Betrieb und für eine Herabsetzung der Ermittelungskosten. Dabei sind insbesondere bei der zerstörungsfreien Inspektion von Umfangsschweißzonen für Hochdruck-Rohrleitungen derartige Schweißzonen durch kombinierte Anwendung von Röntgenstrahl-Durchdringungs-Testverfahren und Ultraschall-Rißermittelungsverfahren überprüft worden. Die Ultraschall-Rißermittelung ist hauptsächlich manuell ausgeführt worden. Die manuelle Ultraschall-Rißermittelung erfordert Jedoch eine beträchtliche Gesch_icklichkeit und Erfahrung für die Unterscheidung der störenden Echos aufgrund der Schweißperlen von den Rißechos, und außerdem erfordert diese Ermittelung beträchtliche technische Geschwicklichkeiten. Unter gewissen Betriebsbedingungen ist eine Schweißrißermittelung unter erschwerten Bedingungen an Stellen, wie in öffentlichen Werkstätten, auszuführen, wo andere Operationen auch ausgeführt werden. Derartige Zustände bringen unzulässige Belastungen für die Schweißoperationen und die Prüfer mit sich.

Um derartige Probleme zu überwinden, ist es wünschenswert, die Schweißungs-Rißermittelungsverfahren und -techniken

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und ebenso die zugehörige erforderliche Datenverarbeitung, wie die Aufzeichnung und Auswertung und dgl. der ermittelten Ergebnisse, zu automatisieren.

Der Erfindung liegt angesichts derartiger Forderungen die Aufgabe zugrunde, automatische Ultraschall-Rißermittelungsverfahren und -vorrichtungen unter Verwendung eines Rechners zu schaffen, der eine Betriebsfunktion besitzt, um die Datenverarbeitung der automatischen Ultraschall-Rißermittelung zu systematisieren.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch ein Verfahren, welches gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Breite einer Schweißzone in eine Vielzahl von Unterbereiche unterteilt wird. Die von jedem der Unterbereiche reflektierte Ultraschallenergie wird unter Verwendung einer Mehrkanal-Torschaltung bestimmt, die Ausgänge in Einheiten von 10# der Höhe der Echos in dem jeweiligen Unterbereich aufweist, wobei die betreffenden Ausgangssignale auf einer Kathodenstrahlröhre synchron mit Signalen angezeigt werden, die kennzeichnend sind für die Positionierung de.3 Tasters. Die Höhe der fehlerhaften Echos von dem jeweiligen Torausgang werden zusammen mit der Position des Tasters ausgedruckt. Die Positionen der Schweißfehler werden von einem Rechner graphisch zusammengestellt, wodurch eine Hochgeschwindigkeits-Datenverarbeitung und eine Verkürzung der Zeit ermöglicht ist, die für eine Präzisions-RißbeStimmung erforderlich ist, welche vergleichbar ist mit der bei der manuellen Rißermittelung. Insgesamt ergibt sich eine leichte Bestimmung der Rißermittelung. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind flexibel; sie werden in vorteilhafter Weise an irgendeiner Betriebsstelle eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die umfangsmäßige Bewegung des Rißdetektors auf einem selbstgetriebenen Träger längs einer Schweißzone und die Ausführung der Rißermittelung durch eine Querbewegung von Sonden in bezug auf

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ο η r *iC O C den Träger.. Die Position der Sonden wird auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt, und zwar mittels einer Vielkanal-Torschaltung, die ein Ausgangssignal je Unterbereich der Schweißzone abgibt, wobei die Ausgangssignale in Einheiten von Λ0% der Höhe der Echos je ermittelten Bereichsder Vorrichtung auftreten. Die Ausgangssignale von jedem der Vielkanal-Torschaltungen werden auf einer Kathodenstrahlröhre synchron mit die Längs- und Querposition angebenden Signalen der Schweiß-Detektortaster angezeigt. Die Echos werden in Einheiten von 10# der Höhe digitalisiert. Jene Echos mit einer Höhe, die über einem vorgegebenen Schwellwertpegel liegt, werden zusammen mit die Umfangs- und Axialstellung des Tasters bzw. Testkopfes betreffenden Angaben ausgedruckt, um die Lage des Risses aus der Lage des Tasters und jenes Torschaltungs-Ausgangssignal zu berechnen, welches die Ermittelung eines Schweißfehlers anzeigt.

Gemäß dem Riß-Ermittelungsverfahren gemäß der Erfindung wird mit Rücksicht darauf, daß die Höhe der Fehlerechos zusammen mit der Position des Detektortasters ausgedruckt wird, die graphische Darstellung der Rißlage durch Anwendung eines Kurvenschreibers erreicht, beispielsweise mittels eines Minirechners, und die Bestimmung und Bewertung der Fehler kann ohne weiteres ungenau vorgenommen werden.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Rißermittelungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit einem selbstangetriebenen Schlitten.

Fig. 2 zeigt in einer Teilschnittansicht den selbstangetriebenen Schlitten gemäß Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt längs der in Fig. 2 eingetragenen Linie 1II-III.

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Fig. 4A, 4B und 4C veranschaulichen Abtastmuster der Meßfühler des selbstangetriebenen Schlittens gemäß der Erfindung.

Fig. 5 zeigt in einem Blockdiagramm die Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 6a und 6b zeigen Beispiele von ausgedruckten Aufzeichnungen betreffend ermittelte Risse, wie sie von dem Drucker gemäß der Erfindung erhalten werden.

Die zu beschreibende Vorrichtung enthält folgende Komponenten iELnen Schweißnachlaufmechanismus, der der Rißermittelungsvorrichtung ermöglicht, den Schweißzonen nachzulaufen, Schweiß-Ermittelungstastsondenhalter und Motoren für eine umfangsmäßige Bewegung und eine Abtastbewegung der PrUfsondenhalter und der dadurch getragenen Prüfsonden; einen

Detektor zur Bestimmung der Position der Prüfsonden; einen selbstangetriebenen Schlitten, auf dem die Prüfsonden derart angeordnet werden, daß sie durch axiale Abtastbewegungen Risse ermitteln, währenddessen die betreffenden Prüfsonden längs der in Umfangsrichtung verlaufenden Schweißzonen mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt werden (die Maximalgeschwindigkeit beträgt etwa 3m/min); eine Anzeigevorrichtung zur elektrischen Anzeige der Position der PrUfsonden und der Höhe der Echos; eine Datenverarbeitungseinheit zum automatischen Ausdrucken der ermittelten Ergebnisse.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß eine Datenverarbeitungseinheit einbezogen wird, umfassend einen Rechner mit Lese- und Rechenfunktionen für die Hochgeschwindigkeitsverarbeitung des automatischen Ultraschall-Rißdetektors.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der selbstangetriebene Schlitten 1 so konstruiert, daß die Prüfsondenhalter 4 in dem Mittelteil eines Gestells 2 angeordnet sind, wobei durch Antrieb mittels eines Motors 3 das Gestell in Umfangsrichtung bewegt wird. Der selbstangetriebene Schlitten

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bzw. Träger 1 ist an dem Außenumfang eines Rotares 5, welches zu überprüfen ist, mittels eines Paares von halbkreisförmigen Haltebändern 7 gesichert, deren jedes an einem Ende des Gestells 2 befestigt ist und eine Vielzahl von in Abstand voneinander angeordneten Rollen 6 aufweist, die das Gestell in einem festen Abstand vom Außenumfang des Rohres 6 halten. Die Haltebänder 7 sind mittels Klemmeinheiten 8 aneinander befestigt, welche an den gegenüberliegenden Enden der betreffenden Haltebänder angebracht sind.

Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, umfaßt der Bewegungsmechanismus des Schlittens vier angetriebene magnetische Verbindungsrollen 9 auf, die an beiden Enden, nämlich dem vorderen Ende und dem hinteren Ende, des Schlittens 2 derart angebracht sind, daß Wellen 10 angetrieben werden, die ihrerseits von Zahnrädern 9a, 9b angetrieben werden, welche wiederum mit einer Transmissionswelle verbunden sind, die über ein Reduktionsgetriebe 12 mit einer Welle eines Motors 3 verbunden ist. Der Mechanismus ist so konstruiert, daß ein Motor 3 gleichzeitig vier magnetische Rollen 9 antreiben kann. Es dürfte einzusehen sein, daß ein derartiger Mechanismus lediglich als beispielhafte Ausführungsform veranschaulicht ist und daß andere geeignete Mechanismen gegebenenfalls ebenfalls angewandt werden können.

Der Prüfsondenhalter 4 läuft auf Schienen 16, die an den Innenwänden von äußeren rechten und linken Rahmen 15 mittels einer Vielzahl von Rollenmechanismusgruppen angebracht sind, deren jede zwei Rollen 14 enthält, die in bezug aufeinander vertikal angeordnet sind. Der Prüfsondenhalter 4 hängt derart herab, daß er in vertikaler Richtung bewegbar ist und in einer Ebene senkrecht dazu in bezug auf die Schweißzone 17. Der Prüfsondenhalter 4 ist über einen äußeren Verbindungsrahmen 15 an der Tragwelle aufgehängt, die drehbar an dem Schlitten 2 durch eine

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Ausnehmung angebracht ist, welche in dem mittleren Teil des betreffenden Schlittens festgelegt ist, wie dies in Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist. Dadurch ist der Prüfsondenhalter 4 auf dem Schlitten 2 derart angeordnet, daß er in horizontaler Richtung um die Tragwelle 18 schwenkbar und gleichzeitig horizontal in einer Richtung bewegbar ist, die rechtwinklig zu der Schweißzone 17 verläuft.

Eine rotierende Welle, die aus zwei unabhängig voneinander betreibbaren Wellenbereichen 20, 20* aufgebaut ist, ist durch ein Gewindeloch in dem Block B fUr die Anbringung der Prüfsonden T, T¹ geschraubt, wobei jeder der Wellenabschnitte 20, 20' durch einen der Abtastmotore 19, 19* angetrieben wird, die an dem Halter 4 derart befestigt sind, daß entweder eine oder beide Prüfsonden T, T¹ unabhängig voneinander oder gleichzeitig - je nach Wunsch -durch Ansteuerung entweder des Motors 19 oder des Motors 19* bewegt werden. Die Verschiebung der beiden PrUfsonden T, T¹ wird mittels eines Drehcodierers 21 gemessen. Die Prüfsonden T, T¹ sind mit Rücksicht darauf bewegbar, daß es notwendig ist, den Abstand zwischen den Stirnflächen der betreffenden Prüfsonden einzustellen, da die Breite der Schweißperle aufgrund des unterschiedlichen Rohrradius des zu überprüfenden Rohres nicht konstant ist.

Bei der Rißermittelung in Schweißzonen ist es notwendig, den Abstand zwischen der Mitte der Schweißperle und dem Punkt des Einfalls der Ultraschallwelle von den Prüfsonden T und T¹ zu kennen. Es ist erforderlich, einen Mechanismus zum Nac.!laufen der Schweißperle in der automatischen Rißermittelungsvorrichtung zu verwenden. Ein derartiger Nachlaufmechanismus enthält optische und elektrische Arten von Mechanismen. Da derartige Mechanismen zu kompliziert und zu groß sind, um an den Stellen benutzt zu werden, an denen die Rohrleitungen UberprUft werden, wählt die Erfindung ein System, bei dem vier Magnete 22 an dem äußeren Rahmen 15 des PrUfsondenhalters 4 derart angebracht sind,

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um magnetisch von dem Rohr auf beiden Seiten der Schweißzone 17 angezogen zu werden, wodurch es der Prüfsonde T ermöglicht ist, der Schweißzone zu folgen. Ein derartiger Folge- oder Nachlaufmechanismus ist einfach. Die PrUfsonden T, T¹ können von jeglicher Vibration infolge des geringen Kontakts der Magneten 22 mit der äußeren Oberfläche des Rohres mittels an sich bekannter Einrichtungen isoliert sein. Demgemäß befinden sich die PrUfsonden T₁ T' stets in Kontakt mit oder unmittelbar neben der Oberfläche des Rohres, und der Nachlauf der Prüfsonden in bezug auf die Schweißperle bzw. Schweißnaht wird mit einer Genauigkeit von 2 mm eingehalten, was ausreicht, so daß kein Problem beim praktischen Einsatz des Systems auftritt.

Die Prüfsonden T, T¹ gemäß der Erfindung umfassen jeweils einen Vibrator Ta zur Ermittelung von schrägen Rissen und einen Vibrator Tb für die Ermittelung von rechtwinklig verlaufenden Rissen (siehe Fig. 5). Die Prüfsonden T, T¹ funktionieren jeweils derart, daß die Rißermittelungsempfindlichkeit auf einem konstanten Pegel gehalten wird, indem die reflektierenden Wellen von der Unterseite des Materials, d.h. von dem zu Überprüfenden Rohr, aufgenommen werden, nämlich von der radial gegenüberliegenden Innenfläche des Rohres, um die reflektierten Wellen in Übereinstimmung mit der Änderung in den Kontaktbedingungen der Prüfsonde mit dem Material aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Materialoberfläche zu eichen. Dabei hängt speziell die Eigenschaft der schräg oder rechtinklig einfallenden Ultraschallenergie in dem Material von den Kontaktbedingungen der Prüfsonde mit der Oberfläche des zu Überprüfenden Materials ab. Die Änderung derartiger Kontaktbedingungen ruft eine Schwankung in der Rißermittelungsempfindlichkeit hervor, was zu Fehlern bei der Bewertung der Schweißfehler führt. Deshalb ist es erforderlich, die Rißermittelungsempfindlichkeit zu eichen, um sie auf einem konstanten Pegel zu halten. Unter Berücksichtigung einer derartigen Forderung verwendet der Detektor gemäß der Erfindung PrUfsonden, die die Empfindlichkeit automatisch

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innerhalb eines Bereichs von 2OdB eichen können.

In Fig. 4A, AB und 4C sind die Abtastmuster für lediglich eine der Prüfsonden T, T¹ veranschaulicht, da beide PrUfsonden in derselben Weise abtasten. Die Fig. A zeigt dabei die Quer- oder Axial-Abtastung, die Fig. 4B zeigt die Längs- oder Umfangs-Abtastung, und die Fig. 4C zeigt ein Abtastmuster, welches die kombinierten Abtastmuster gemäß Fig. 4A und 4B darstellt (hierauf wird nachstehend als rechteckförmige Querabtastung Bezug genommen). Die Quer- oder Axial-Abtastung führt zu einer hinreichenden Rißermittelung innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 1,0 in einer Entfernung zwischen der Prüfsonde und der Mitte der Schweißperle bzw. Schweißnaht im Bereich von 20 bis 95 mm bei Rohren mit einer Dicke von t, die im Bereich von θ bis 15 mm liegt. Die Steigung für die rechteckförmige Querabtastung kann ebenfalls auf ein Minimum von 1 mm eingestellt werden.

Wie in Fig. 5 veranschaulicht, enthält die Datenverarbeitungseinheit für die Gewinnung der Ergebnisse von dem automatischen Ultraschall-Rißdetektor eine Positions- bzw. Stellungsanzeige 23, welche die X- und Y-Koordinaten der Stellung der Prüfsonden I, T* anzeigt, nämlich die Querabtastung in der axialen Richtung (Y) und in der Längsbzw. Umfangsrichtung (X) um das Rohr in bezug auf die Schweißzone 17· Eine Mehrkanal-Torschaltung 24 kann beispielsweise, wie dargestellt, Kanal-Torschaltungen enthalten, die Ausgangssignale in 10#-Einheiten der Echoamplitude aus dem Jeweiligen Unterbereich der Schweißzone abgeben, die durch Unterteilung der Breite der Schweißzone in eine Vielzahl von Unterbereiche festgelegt ist. Eine Kathodenstrahlröhre 25 zeigt die Echoamplituden von den zehn Kanal-Torschal tungen der Mehrkanal-Torschaltung 24 synchron mit den Signalen an, die die betreffende Position der Prüfsonden angeben. Ein Drucker 26 druckt die Echoamplituden der Jeweiligen vorhandenen Schweißfehler, wie sie durch die

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zehn Kanal-Torschaltungsausgangssignale festgelegt sind, zusammen mit der Position der Prüfsonden aus.

Im Betrieb der den zuvor beschriebenen Detektor verwendenden Detektorvorrichtung zur automatischen Rißermittelung wird der selbstangetriebene Schlitten 1 auf dem Rohr5 über die Schweißzone 17 angebracht, die zu überprüfen ist. Nach dem Einstellen des richtigen Abstands von der Schweißnaht zu den Prüfsonden T, T¹ wird der Schlitten 1 umfangsmäßig in der Richtung X längs der geschweißten Naht entlangbewegt. Die Prüfsonden T, T¹ werden quer in der axialen Richtung X relativ zu der Schweißzone 17 bewegt, um die Rißermittelung auszuführen. Die Stellungen der Sonden werden mittels der Stellungs-Anzeigeeinrichtung 23 angezeigt, und zugleich werden die Echoamplituden auf der Kathodenstrahlröhre 25 angezeigt. Das Vorhandensein eines Echos 27 zeigt einen Fehler innerhalb irgendeines der Kanal-Torschaltungen der Vielkanal-Torschaltung 24 an. Die angezeigten Echos befinden sich stets in Synchronismus mit der Quer- und Längsbewegung der Prüfsonden. Die Amplituden derartiger Echos werden in 10%-Einheiten digitalisiert, und der Drucker 26 druckt diejenigen Echoamplituden aus, die einen höheren Pegel besitzen als einem bestimmten Schwellwert entspricht.

Beispielhafte gedruckte Aufzeichnungen von Schweißdefekten, wie sie durch den vorliegenden Detektor ermittelt worden sind, sind in Fig. 6A und 6B veranschaulicht, wobei Fig. 6a eine Quer-Abtastung relativ zu der axialen Richtung veranschaulicht und wobei Fig. 6B ein Beispiel für eine rechtwinklige Querabtastung in einer Abtastentfernung von 1 mm veranschaulicht. Fig. 6A zeigt dabei die Ergebnisse der Rißermittelung für den Fall, daß die Prüfsonde an einer Stelle positioniert war, die 78,5 mm von einem Bezugspunkt auf dem Umfang des Rohres entfernt war, welches in Querrichtung relativ zu der axialen Richtung über zehn Unterbereiche der Schweißzonenbreite abgetastet wurde. Wenn

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ein für einen Defekt charakteristisches Echo innerhalb der zehn Kanal-Torschaltungen auftritt, dann wird die Echoamplitude in 10#-Einheiten digitalisiert, so daß die Nummer bzw. Zahl 1 charakteristisch ist für 10#, während die Zahl 2 charakteristisch ist für 20% der Echohöhe, usw.. Die Sternchen charakterisieren Echoamplituden, die größer sind als 100%. In Fig. 6A zeigen die höheren Werte, die innerhalb des durch eine voll ausgezogene Linie eingeschlossenen Bereichs aufgezeichnet sind, nämlich die Werte von der dritten Torschaltung bis zur sechsten Torschaltung, an, daß eine Anzahl von Defekten bzw. Fehlern innerhalb der dritten bis sechsten Zone von zehn Unterbereichen der Schweißzone ermittelt worden ist. In entsprechender Weise zeigt das rechteckförmige Querabtastmuster gemäß Fig. 6B an, daß eine Anzahl von Defekten innerhalb desjenigen Bereichs vorhanden ist, der durch die voll ausgezogene Linie umschlossen ist, nämlich der Bereich von der zweiten Zone bis zur fünften Zone, bei Entfernungen von 17 bis 18 mm von einem Bezugspunkt aus.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß gemäß der Erfindung eine Schweißzone durch PrUfsonden abgetastet wird, die in Querrichtung relativ zu der axialen Richtung der Längsbewegung längs der Schweißzone eines selbst_-angetriebenen Schlittens bewegbar sind, auf dem die betreffenden PrUfsonden angeordnet sind. Die Echoamplituden von Schweißfehlern, die innerhalb des jeweiligen Torschaltungs-Ausgangssignals vorhanden sind, welches einem Unterbereich der Schweißzone zugehörig ist, sind mit den Positionskoordinaten der PrUfsonden auf dem Drucker derart synchronisiert, daß die ungefähren Zustände der Schweißfehler während des Betriebs der Rißermittelung angezeigt werden und daß die Verteilung der Schweißfehler auf einen Blick betrachtet werden kann, um gleichzeitig die Stärke der zu klassifizierenden Fehler bzw. Defekte zu bestimmen. Darüber hinaus besitzt der selbstangetriebene Schlitten, auf bzw. an dem der Detektor angebracht ist, eine Struktur, die die Ermittelung von Schweißfehlern in einer konstanten stabilen

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j π r η c q r Art und Weise ermöglicht, so daß die Genauigkeit der zur Rißermittelung dienenden Vorrichtung und des zur Rißermittelung dienenden Verfahrens sehr hoch ist. überdies ist es möglich, die Tiefe der Schweißfehler, Echoamplituden, die Länge und die Stärke der Schweißfehler graphisch abzubilden, und zwar in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Beschreibung unter Einbeziehung eines Minirechners.

Durch die Erfindung sind also ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Ermittelung von Rissen in Rohrschweißzonen unter Heranziehung von Ultraschallwellen geschaffen, wobei die Breite der Schweißzone in eine Vielzahl von Unterbereiche unterteilt ist. Die von jedem der betreffenden Unterbereiche empfangene Ultraschallenergie wird unter Verwendung einer Mehrkanal-Torschaltung angezeigt, wodurch entsprechende Ausgangssignale in Einheiten von 10% der Höhe der Echos in dem jeweiligen Unterbereich erhalten werden. Die Anzeige der betreffenden Signale erfolgt auf einer Kathodenstrahlröhre in Synchronismus mit Signalen, die kennzeichnend sind für die Längs- und Querposition der Prüfsonden längs des Rohres in bezug auf einen Referenz- bzw. Bezugspunkt. Die Höhe der Fehlerechos von der jeweiligen Torschaltung werden zusammen mit den Positionen der Prüfsonde ausgedruckt. Die Positionen der betreffenden Fehler werden mittels eines Rechners graphisch zusammengestellt, wodurch eine Hochgeschwindigkeits-Datenverarbeitung der Rißermittelungsinformation, eine Herabsetzung der Zeitspanne für eine präzise Rißermittelung im Vergleich zu herkömmlichen manuellen Rißermittelungs-Verfahren und -Vorrichtungen und eine leichte Bestimmung der Rißermittelungsergebnisse ermöglicht sind.

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Claims

Patentansprüche ^ / S J 6 3

1. Verfahren zur automatischen Ermittelung von Rissen in Schweißzonen, die sich in Umfangsrichtung eines Rohres erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schweiß rißdetektor (Τ,Τ¹) in zumindest zwei verschiedenen Richtungen in einer NachlaufbeZiehung zu einer Schweißzone (17) bewegt wird, daß die Breite der Schweißzone (17) in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt wird, daß Ausgangssignale von einer Vielzahl von Torschaltungen (24) erzeugt wird, deren Ausgangssignale den Echos jeweils aus einem bestimmten Bereich der vorgesehenen Bereiche entsprechen, daß Positionssignale erzeugt werden, die charakteristisch sind für die Position des Rißdetektors (T, T¹) von einem Bezugspunkt aus, und daß die Ausgangssignale und die Positionssignale in zugehöriger Beziehung derart angezeigt werden, daß jegliche Schweißrisse und deren entsprechende Positionen in der Schweißzone (17) angegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale und die in zugehöriger Beziehung dazu stehenden Positionssignale derart aufgezeichnet werden, daß jegliche Schweißrisse und deren Positionen in der Schweißzone (17) angegeben sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erzeugung der Ausgangssignale die Amplitude derjenigen Ausgangssignale begrenzt wird, die charakteristisch sind für Echos, welche einen vorgegebenen Schwellwert um einen Prozentsatz ihrer normalen Amplitude Überschreiten, und daß die herabgesetzten Amplitudensignale und die Stellungssignale vor der Anzeige digitalisiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rißdetektor (T, T¹) mit einem ihn tragenden selbst-

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ORIGINAL INSPECTED

angetriebenen Schlitten (2) in einer Nachlaufbeziehung zu der betreffenden Schweißzone (17) in Rohrumfangsrichtung bewegt wird und daß der Rißdetektor (T, T') in bezug auf die Schlittenbewegung in Querrichtung bewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Digitalisierung der Positionssignale digitale Signale erzeugt werden, die charakteristisch sind für die Position des Rißdetektors (T, T¹) sowohl in Umfangsrichtung als auch in Querrichtung seiner Bewegung.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Anzeige und Aufzeichnung der Signale die digitalen Positionssignale in Relation zu den zugehörigen Amplitudenpegeln für den jeweiligen unterteilten Bereich angezeigt und aufgezeichnet werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schweißrißdetektor (T, T¹) vorgesehen ist, der in zumindest zwei unterschiedlichen Richtungen in einer Nachlaufbeziehung zu einer Schweißzone (17) bewegbar ist, daß eine Signalerzeugungseinrichtung (24) vorgesehen ist, die von einer Vielzahl von Torschaltungen Signale abgibt, welche den Echos aus jeweils einem Bereich einer entsprechenden Vielzahl von Bereichen entsprechen, iji die die Breite der Schweißzone (17) unterteilt ist, daß Signalerzeugungseinrichtungen vorgesehen sind, welche Signale erzeugen, die kennzeichnend sind für die Position des Rißdetektors (T, T¹) von einem Bezugspunkt aus, und daß Anzeigeeinrichtungen (26) vorgesehen sind, welche die Ausgangssignale und die Positionssignale in einer zugehörigen Beziehung zueinander derart anzeigen, daß jegliche Schweißrisse und deren entsprechende Position in der Schweißzone (17) angegeben sind.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Aufzeichnungseinrichtungen (26) vorgesehen sind, die die Ausgangssignale und die in zugehöriger Beziehung dazu stehenden Positionssignale derart aufzuzeichnen gestatten, daß Jeglicher Schweißriß und dessen zugehörige Position in der Schweißzone (17) angegeben ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung der Ausgangssignale eine Amplitudenbegrenzungseinrichtung enthält, welche die Amplitude jener Ausgangssignale begrenzt, die kennzeichnend sind für Echos, welche einen Schwellwert um einen Anteil ihrer normalen Amplitude überschreiten, und daß ferner Digitalisierungseinrichtungen vorgesehen sind, die die in der Amplitude herabgesetzten Signale und die Positionssignale digitalisieren.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß ein selbst_angetriebener Schlitten (1) für die Anbringung des Rißdetektors (T, T¹) vorgesehen ist, und daß der selbstangetriebene Schlitten (1) eine Selbstantriebseinrichtung (3) enthält, durch die der betreffende Schlitten (1) in Nachlaufbeziehung zu der Schweißzone (17) in Rohrumfangsrichtung antreibbar und der Rißdetektor (T, T¹) in Querrichtung bezogen auf die Schlittenbewegung bewegbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Digitalisierung der Positionssignale eine Signalerzeugungseinrichtung (23) enthält, welche digitale Signale erzeugt, die kennzeichnend sind für die Position des Rißdetektors (T, T¹) sowohl in der Umfangsrichtung als auch in der Querrichtung.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtungen bzw. die Aufzeichnungsvor-

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Einrichtungen zur Anzeige bzw. Aufzeichnung der digitalen Positionssignale in Relation zu den zugehörigen Amplitudenpegeln aus dem jeweiligen unterteilten Bereich enthalten.

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